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可靠性测试

组件、产品和系统在一定时间和条件下无故障执行指定功能的能力或可能性。产品的可靠性可以通过可靠性、故障效率和平均无故障间隔来评估。

可靠性测试介绍

可靠性测试是评估产品在预期使用、运输或储存期间在所有环境中保持功能可靠性的活动。它是将产品暴露在自然或人工环境中,以评估产品在实际使用、运输和储存环境条件下的性能,并分析和研究环境因素的影响及其作用机制。

可靠性测试的目的

通过使用各种环境试验设备模拟气候环境中的高温、低温、高温、湿度和温度变化,加快产品在使用环境中的反应,验证其是否达到研发、设计、制造的预期质量目标,从而评价整个产品,确定产品的可靠性寿命。

可靠性测试的必要性

通过可靠性测试发现产品缺陷,确认产品加工和生产工艺缺陷,提出改进意见和建议,帮助企业提高工艺水平,提高产品寿命和质量,为研发生产提供技术支持,创造优质产品,提高市场竞争力。

浴缸曲线又称寿命特征曲线

"浴盆曲线"用于描述机械零件在使用寿命内的故障特征,或不同零件的寿命特征"澡盆曲线"不同不同。

盆浴曲线

可靠性项目分为电气性能测试、零件环境可靠性、零件机械可靠性三类。

1、电气性能测试

2.零件环境的可靠性

3.零件机械的可靠性

测试项目介绍

1.电气性能测试

在规定的试验条件下,大类项目介绍标准和设备击穿电压,样品击穿时的电压,单位KV

参考标准:

ASTM D149-09(2013)

GB/T 1408.1-2006

IEC 60243-1-2013

ASTM D1000-10

GB/T 4677-2002

在规定的试验条件下,介电强度击穿电压与施加电压的两个电极之间的距离(即样品厚度)。KV/mm

当介电常数电容器的电极和电极周围的空间充满绝缘材料时,其电容器Cx由相同电极组成的真空电容器C0之比εr=Cx/C0

参考标准:

GB/T 1409-2006

GB/T 1693-2007

ASTM D150-11

介质损耗由绝缘材料作为介质的电容器定的电压与由此产生的电流之间的相位差为介质损耗角,其正切值为介质损耗因数。

绝缘材料中体积电阻率的主流电场强度和稳态电流密度,即单位体积内的体积电阻;单位为Ω·cm或Ω·m

参考标准:

GB/T 3048.3-2007

GB/T 1410-2006

GB/T 15662-1995

ASTM D257-14

表面电阻率在绝缘材料的表面层里的直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积内的表面电阻;单位为Ω/sq

耐电压耐电压是检测电气设备绝缘制造或维护质量的绝缘耐受工作电压或过电压的能力和实验。

耐压试验是一种测量耐压强度的仪器。它可以直观、准确、快速、可靠地测试各种被测对象的电气安全性能指标,如耐压、击穿电压和泄漏电流.主要目的如下:

a.检测工作电压或过电压的绝缘耐受性。

b.检查电气设备的绝缘制造或维护质量。

c.消除原材料、加工或运输对绝缘的损坏,降低产品的早期失效率。

d.检查绝缘电气间隙和爬电距离。

参考标准:

EIA-364-20C

设备参数:

Agilent/34420A

接触电阻接触电阻,导体之间的电阻称为接触电阻。

接触电阻一般为10-20 mohm下面。有些开关需要100-5000uohm下面。有些电路对接触电阻的变化非常敏感。应指出, 开关的接触电阻是开关在多次接触中允许的最大接触电阻。

电路板上是指金手指与连接器之间的接触点,当电流通过时呈现的电阻位置。为了减少金属表面氧化物的产生,通常需要镀上阳性金手指和连接器的阴性夹子,以抑制其负载电阻的发生。其他电器插头挤入插座,或导针与接头之间也有接触电阻。

参考标准:

EIA-364-06C

设备参数:

Agilent/34420A

绝缘电阻现代生活日新月异,人们一刻也离不开电。用电过程中存在电气安全问题,如电机、电缆、家用电器等。

在规定条件下的绝缘直流电阻。

绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。对于低压电气装置的交接试验,常温下电机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不得小于0.5MΩ(对于运行中的设备和线路,绝缘电阻不得低于1MΩ/kV)。低压电器及其连接电缆和二次电路的绝缘电阻一般不小于1MΩ;在潮湿的环境低于0.5MΩ;二次回路小母线的绝缘电阻不得小于10MΩ。I手持电动工具的绝缘电阻不得低于2MΩ。

绝缘电阻:在电介质中加入直流电压,经过一定时间的极化过程后,流过电介质的泄漏电流对应的电阻称为绝缘电阻。

参考标准:

EIA-364-21C

设备参数:

台湾固纬/GPT-9803

温升是指电子电气设备各部件高于环境的温度。

随着时间的推移,导体表面的温度不断升高,直至稳定。稳定的条件是温差在3小时内不超过2℃,此时,测量导体表面的温度是导体的最终温度,温度的单位是度(℃)。超过周围空气温度(环境温度)的上升温度称为温升,温升单位为开氏(K)。在一些关于温升的文章、试验报告和试题中,温升单位经常被写成(℃),单位用度(℃)表示温升是不合适的。应该用(K/W)来表示。为了验证电子产品的使用寿命和稳定性,通常会测试其重要部件(IC芯片等)的温升将被测设备设置在其额定工作温度以上(T=25℃)特定温度(T=70℃)运行稳定后,记录其部件高于环境温度的温升,验证产品设计是否合理。

电气产品:电机额定温升是指设计规定的环境温度(140℃)电机绕组的最高允许温升取决于绕组的绝缘等级。温升取决于电机运行中的发热和散热。常根据温升判断电动机散热是否正常。电机温度是指电机各部分的实际加热温度,对电机的绝缘材料影响很大。过高的温度会缩短绝缘老化,缩短电机的使用寿命,甚至导致绝缘损坏·为了防止绝缘老化和损坏,对电机绕组等部件的温度进行了不定期的限制,即电机的允许温度。

参考标准:

EIA-364-70B

设备参数:

Agilent/34970

2.零件环境的可靠性

盐雾试验模拟海洋或潮湿地区的气候环境,用于评估产品、材料及其保护层的耐盐雾腐蚀性。有盐雾试验和交替盐雾试验。常用于特殊条件下的质量评价和故障验证。测试范围:NSS,AASS,CASS

测试参数:900*600mm

测试参数:1 m3

测试范围:NSS

测试参数:2400*1500mm防尘防水试验/IP等级防尘防水试验/IP等级主要针对室外或使用环境恶劣的电子产品和设备,表示为IPXX,防止接近危险部件和固体异物进入的保护等级,防止水进入的保护等级。测试范围:IP XX

试验参数:防尘: 1~4X

防尘: 5~6X

防水: X1~7高温试验高温对老化、氧化、化学变化、热扩散、电迁移、金属迁移、熔化、蒸发变形等产品有很大影响,周围环境通常每上升10次℃,当周围环境温度上升20时,产品寿命将降至四分之一;℃,产品寿命就会减少一半,产品寿命遵循“10℃因此,高温试验是最常用的试验,用于元器件和整机的筛选、老化试验、寿命试验加速寿命试验中起着重要作用。测试范围:200℃

测试参数:小于1m3 16m3UV紫外线老化试验用于模拟材料对阳光、湿度和温度的破坏;材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化。试验范围:UVA340/UVB313/ UVA351

测试参数:单个样品尺寸为6*9cm低温试验对脆化、结冰、粘度增加、固化、机械强度降低、物理收缩等产品影响较大, 低温试验用于评估产品在低温环境下储存和使用的适应性,通常用于产品开发阶段的型式试验、部件筛选试验等。测试范围:0℃~ -70℃

测试参数:小于1m3 1m3 18.9m3

测试范围:-40℃~ -70℃

试验参数:冷热冲击试验温度冲击试验的目的是在短时间内确认产品特性的变化,以及组件不同材料热膨胀系数造成的故障。这些变化可以通过在超高温和超低温的试验环境中快速交替地观察到。与环境模拟试验不同,冷热冲击是常温下难以发现的潜在故障。测试范围:温度: -75~220℃

转换时间,10秒

测试参数:770650610mm快速温度变化试验快速温度变化是指温度变化速率的温度变化,通常模拟昼夜温差大的区域环境,也可用于寿命试验,以评估部件或产品的外观、机械性能和电气性能。测试范围:温度:-70℃~150℃

测试参数:温度变化速率≤10℃/分钟

温度变化率1025℃/分钟交变湿热试验交变湿热是模拟热带雨林环境,确定产品和材料在温度变化和产品表面冷凝时的适应性。常用于使用寿命验、评价试验和综合试验。测试范围:温度:-70℃180℃

湿度:5%~98%

测试参数:小于1m3 1m3 18.9m3

湿度<20%(只能用C340的箱子,低温度≥-40℃)恒温恒湿试验产品失效原因湿度的影响占40%以上,因此湿度试验在环境试验中是必不可少的。常用于寿命试验、评价试验和综合试验,同时在失效分析上起重要作用。尤其对含有树脂材料的产品在产品研发和质量评估时该试验是必须的。常做的双85指的就是温度85℃,湿度85%RH。温度/湿度环境、温度驻留时间

测试范围:温度:-70℃~180℃

湿度:5%~98%

测试参数:小于1m3 1m3 18.9m3

湿度<20%气体腐蚀试验气体腐蚀主要应用于接触点和连接件,试验后的评定标准是接触电阻变化,其次是外观变化。主要的腐蚀气体为二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氯气,可依据使用环境选择一种或多种气体进行试验。测试范围:SO2/ H2S/ NO2/Cl2 浓度:0.01100ppm;温度:0℃90℃ ;湿度:10%~98%

测试参数:870735520mm低气压试验低气压试验箱主要用于航空、航天、信息、电子等领域,确定仪器仪表、电工产品、材料、零部件、设备在低气压、高温、低温单项或同时作用下的环境适应性与可靠性试验。测试范围:压力:常压~10KPa

温度:常温~200℃

测试参数:1立方臭氧测试臭氧测试适用于适用于测试橡胶制品非金属材料、有机材料(如:涂料、油漆、橡胶、塑胶、及其制品)的耐臭氧老化性能和老化龟裂试验。测试范围:浓度: 0~500pphm

温度: 室温~50℃

测试参数:550500700mm高压蒸煮(HAST)高压蒸煮试验采用高压高湿条件,考核塑料封装的半导体集成电路等电子器件的综合影响,是用高加速的试验方式评价电子产品耐湿热的能力,常用于产品开发、质量评估、失效验证。测试范围:温度:105~142.9℃

湿度:75%~100%

压力:0.02~0.186Mpa

测试参数:400280270mm氙灯老化/太阳辐射用模拟全阳光光谱的氙弧灯来再现不同环境下存在的破坏性光波,可以为科研、产品开发和质量控制提供相应的环境模拟和加速试验。测试范围:黑板温度范围为25℃~90℃

测试参数:XE-3-HSC

3、零部件机械类可靠性

大类项目介绍测试要求跌落试验用来模拟产品在搬运期间或使用过程中可能经受的跌落。包括(1)非包装状态产品在搬运期间可能经受的自由跌落,样品通常按照规定的姿态从规定的高度跌落到规定的表面上。(2)模拟负载电缆上的连接器、小型遥控装置等在使用中可能经受的重复自由跌落。(3)包装跌落测试范围:

<100 kg

测试参数:

跌落高度:30-150cm

振动试验振动试验是仿真产品在运(Transportation)、安装(Installation)及使用(Use)环境中所遭遇到的各种振动环境影响,本试验是模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响,用来确定产品是否能承受各种环境振动的能力。振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力。测试范围:

正弦、随机振动

2吨以下振动台 10吨振动台

冲击和撞击试验许多产品在使用、装卸、运输过程中都会受到冲击。冲击的量值变化很大并具有复杂的性质。因此冲击和碰撞试验适用于确定机械的薄弱环节,考核产品结构的完整性。测试范围:

半正弦波,加速度<500gn 半正弦波,加速度:500-5000gn

测试参数:

台面尺寸:450*450mm

测试范围:

方波Max:85gn

测试参数:

台面尺寸:450*450mm

插拔力测试适用于连接器的插入力、拔出力、塑料保持力以及使用寿命等多种测试,透过计算机的分析,可精确测量待测物的荷重、行程及相对应变化曲线,并可准确控制连接器插拔力测试行程、速度、目标测定次数及暂停时间。尤其是各项专用的夹、治具,可在测试时让连接器更能自动求心并对准,不会有“吃单边”的问题发上。插拔次数

插拔力度

标准公母插头加速寿命试验

HALT/HASS试验HALT (Highly Accelerated Life Test)高加速寿命试验—是一种用于发现产品的薄弱点或缺陷,通过设计改进,提高可靠性的试验手段。其核心是采用步进方式,逐渐增大试验应力,逐步发现与排除缺陷,达到快速提高可靠性的目的。测试范围:

温度:-100℃~200℃

振动:5-50Grms

测试参数:

136013701400mm

碰撞试验用于评定运输包装件在运输过程中承受多次重复性机械碰撞的耐冲击强度及包装对内装物的保护能力,它既可作为单项试验,也可以作为一系列试验的组成部分。测试范围:

负载:0~100kg,加速度:5-100gn

测试参数:

台面尺寸:500*700mm

三综合试验产品在实际使用中会受到各种环境因素的作用,从而使产品的各薄弱环节在自然和诱发环境因素的作用下产生故障。三综合试验设备可进行高温、低温、温度循环、温度冲击、恒温恒湿、交变湿热、正弦定频、正弦扫频、随机振动、冲击、高温机械冲击、低温机械冲击、温度-冲击响应普、温度-振动、温度-振动-湿度等产品的环境试验。将单独的环境应力施加在产品上可激发出产品的故障,那么用三种不同的环境应力施加在产品上则可轻易地得到3~5倍的加速效果,通过将不同的环境应力综合还能激发出单独应力施加时所不能出现的故障,因而三综合试验常常用以早期发现产品缺陷,进而改良产品,提高产品的可靠性。测试范围:

温度:-70℃~150℃

湿度:25%-98%

测试参数:

温度+湿度+振动

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